KR101778500B1

KR101778500B1 - 반사판을 구비한 이동로봇

Info

Publication number: KR101778500B1
Application number: KR1020150173466A
Authority: KR
Inventors: 정세영; 김진현; 강석범
Original assignee: (주)새온
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-09-14
Also published as: KR20170067061A; US20170157771A1; US10131056B2

Abstract

본 발명은 반사판을 구비한 이동로봇에 관한 것으로, 이동로봇 본체 전면 일측에 탈부착이 가능하고, 부채꼴 형상의 판과 상기 판에 일정한 각도로 세워진 날개로 구성된 반사판; 및 상기 반사판의 날개와 장애물을 향하여 적외선을 발광시키는 적외선송신부와, 상기 반사판의 날개에 의해 반사된 적외선을 다시 바닥 라인에서 반사시킨 적외선과 상기 장애물에서 반사된 적외선을 수신하는 적외선수신부를 구성하는 적외선센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반사판을 구비한 이동로봇{Mobile Robot Having Reflector}

본 발명은 이동로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사판을 이용하여 장애물 및 바닥 라인을 감지하는 이동로봇에 관한 것이다.

일반적으로 이동로봇은 주위의 상황을 인지하기 위하여 장애물을 감지하는 장애물 감지센서와 바닥면을 감지하는 바닥 감지센서를 사용하고 있다.

즉, 이동로봇은 이동로봇의 진행방향에 위치된 장애물을 감지하는 장애물감지센서와 바퀴 달린 이동로봇의 장소이동이나 방향전환시 바닥면을 감지하는 바닥감지센서가 각각 독립적으로 작동되는 이원화된 센서들이 구비되어 있다.

여기서, 바닥감지센서로 적외선 또는 초음파를 주로 이용하고 있고 장애물감지센서는 장애물과 직접 접촉되는 물리적 힘에 의해 전류를 발생시키는 접촉스위치를 이용하고 있다.

그러나, 종래의 이동로봇은 바닥감지센서와 장애물감지센서가 이원화되어 작동되기 때문에 감지신호에 대한 이동로봇의 제어수단의 처리가 지연되는 문제점이 있으며, 감지신호의 처리 지연시 이동로봇이 즉시 정지하지 못하여 제동거리가 길어지는 문제가 발생한다.

또한, 장애물과 바닥 감지는 로봇에게 이동이 제한되는 동일한 환경 특성을 가지고 있음에도 이원화된 센서회로 체계를 가짐으로써 불필요한 비용을 소모하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 반사판을 이용하여 전방의 장애물 감지와 바닥 라인 감지를 일원화하는 이동로봇을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 이동로봇 본체 전면 일측에 탈부착이 가능한 반사판; 상기 반사판과 장애물에 적외선을 발광시키는 적외선송신부와, 상기 반사판의 날개로부터 반사시킨 적외선을 다시 바닥 라인에서 반사되는 적외선과 상기 장애물로부터 반사되는 적외선을 수신하는 적외선수신부를 포함하는 적외선센서;를 구성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 반사판은 부채꼴 형상의 판과; 상기 판에 일정한 각도로 세워진 날개;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 날개는 상기 판을 기준으로 20~80°각도로 세워진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 적외선센서는 상기 이동로봇 본체 전면에 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동로봇 본체의 전면에 설치된 적외선송신부에 의해 상기 반사판의 날개에 일정각도로 발광된 적외선이 다시 상기 바닥 라인에 의해 일정각도로 반사되어 적외선수신부에 입사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동로봇 본체의 전면에 설치된 적외선송신부에 의해 상기 반사판 좌우로 발광된 적외선이 상기 장애물에 의해 반사되어 적외선수신부에 입사되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 반사판을 이용하여 적외선센서를 통해 전방의 장애물 감지와 바닥라인 감지를 동시에 함으로써 센서 신호처리 지연을 줄일 수 있고, 센서 개수를 줄여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반사판을 구비한 이동로봇의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반사판을 구비한 이동로봇의 평면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 반사판을 구비한 이동로봇에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반사판을 구비한 이동로봇의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반사판을 구비한 이동로봇의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 이동로봇(100)은 바퀴 달린 이동로봇 본체(10) 전면에 적외선센서(13)와 상기 본체 전면 일측에 탈부착이 가능한 반사판(20)을 포함한다.

여기서, 상기 적외선센서(13)는 적외선을 발광시키는 적외선송신부(11)와 반사되는 적외선을 수신하는 적외선수신부(12)를 포함하는 일체형 센서이다. 이때, 상기 적외선센서(13)는 적외선송신부(11)와 적외선수신부(12)가 좌우 또는 상하로 나란히 배치할 수 있고, 상기 적외선센서(13)는 필요에 따라 1~5개를 사용할 수 있고, 이에 한정하지 않는다.

상기 반사판(20)은 부채꼴 형상의 판(21)을 직사각형 모양으로 절취하여 세운 날개(22)로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 반사판(20)은 반사가 잘 이루어지는 재질을 사용하고, 상기 날개(22)는 1~5개를 형성할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

그리고, 상기 날개(22)는 판(21)을 기준으로 20~80°각도로 이루어지고, 바람직하게는 30~60°각도로 이루어진다.

이하에서는 장애물 감지기능과 바닥라인 감지기능을 가지는 일원화된 반사판을 구비한 이동로봇에 대해 자세히 설명하기로 한다.

적외선송신부(11)의 적외선 발광다이오드에서 발광된 적외선은 적외선송신부(11)와 일정한 각도로 이루어진 반사판(20)의 날개(22)로부터 반사된다. 이때, 적외선은 반사판(20)의 날개(22)로부터 전반사가 이루어지도록 45°각도를 유지하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 반사판(20)의 날개(22)에서 반사된 적외선은 다시 바닥의 라인에서 반사되어 적외선수신부(12)를 통해 적외선 신호를 측정하여 이동로봇의 제어 데이터로 활용한다.

이때, 상기 날개(22)로부터 반사된 적외선은 바닥과 유색 라인(40)에서 반사되고, 반사되는 양은 색의 종류에 따라 다르게 나타나게 된다.

예로써, 흰색 바닥에 검은색 라인이 형성되어 있는 경우 흰색 바닥과 검은색 라인에서 반사되는 반사량이 서로 다르기 때문에 적외선수신부에서 검은색 라인을 인식하고, 이에 따라 이동로봇은 검은색 라인에 따라 이동할 수 있다.

또한, 적외선송신부(11)에서 발생한 일부 적외선은 반사판(20)의 날개(22) 좌우측으로 직진하여 전방으로 향하게 된다.

이때, 적외선을 전방으로 향하기 위해서는 날개(22)의 좌우측으로 직진할 수 있는 범위의 광각도를 가지는 적외선송신부(11)를 사용하거나, 일정한 각도로 광을 발생하는 적외선송신부(11)인 경우 반사판(20)의 날개(22)의 가로 폭을 조절하거나 적외선송신부(11)와 날개(22)의 거리를 조절하여 사용할 수 있다.

여기서, 적외선의 반사량은 적외선 발광거리, 발광각도, 반사판(20)의 날개(22) 면적에 따라 결정되므로 이를 계산하여 이동로봇에 적절하게 적용하여 사용할 수 있다.

그리고, 전방으로 발광된 일부의 적외선은 전방 장애물(30)에 반사되어 적외선수신부(12)에서 측정하여 장애물의 위치를 감지할 수 있다.

또한, 이동로봇의 좌우 방향에 위치한 장애물을 검출하기 위해서는 이동로봇 본체(10) 전면에 적외선센서(13)를 좌우측으로 향하도록 일정한 각도로 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 이동로봇은 적외선송신부(11)에서 전방으로 발광된 일부 적외선은 전방 장애물(30)에 반사되어 적외선수신부(12)에서 측정하여 장애물의 위치를 확인하고, 적외선송신부(11)에서 전방으로 발광된 일부 적외선은 반사판(20)의 날개(22)에서 반사되고 상기 날개(22)에서 반사된 적외선은 다시 바닥의 라인에서 반사되어 적외선수신부(12)를 통해 측정하여 라인(40)의 위치를 확인할 수 있다.

본 발명의 이동로봇은 적외선송신부(11)와 적외선수신부(12)로 이루어진 적외선센서(13)와 반사판(20)을 통해 전방의 장애물 감지시 바닥의 라인감지 기능을 일원화할 수 있다.

따라서, 본 발명은 이동로봇의 감지센서 구성을 간단히 할 수 있으며 적외선센서(13)의 개수를 줄일 수 있어 비용을 절감할 수 있다. 또한, 장애물 감지시 바닥감지 기능이 일원화되어 하나의 감지신호에 대한 처리가 이루어짐으로써 감지신호의 처리 속도가 향상되고 보다 신속한 이동로봇의 제어가 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10 : 이동로봇 본체 11 : 적외선송신부
12: 적외선수신부 13 : 적외선센서
20 : 반사판 21 : 판
22 : 날개 30 : 장애물
40 : 라인

Claims

이동로봇 본체 전면 일측에 탈부착이 가능하고, 부채꼴 형상의 판과 상기 판에 일정한 각도로 세워진 날개로 구성된 반사판; 및
상기 이동로봇 본체 전면 일측에 설치하고, 상기 반사판의 날개와 장애물을 향하여 적외선을 발광시키는 적외선송신부와, 상기 반사판의 날개에 의해 반사된 적외선이 다시 바닥 라인에서 반사되고, 상기 바닥 라인에 반사된 적외선과 상기 장애물에서 반사된 적외선을 수신하는 적외선수신부로 구성된 적외선센서;를 포함하고,
상기 바닥 라인과 상기 장애물에서 반사된 적외선을 적외선수신부로 측정하여 장애물과 바닥 라인의 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 반사판을 구비한 이동로봇.
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제1항에 있어서,
상기 날개는 상기 판을 기준으로 20~80°각도로 세워지는 것을 특징으로 하는 반사판을 구비한 이동로봇.
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